JP3558124B2

JP3558124B2 - Raman amplifier and optical transmission system using the same

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Publication number: JP3558124B2
Application number: JP2000224154A
Authority: JP
Inventors: 哲文津崎; 正幸西村; 正晃平野
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: US6819477B2; JP2002040496A; DE60127046D1; EP1176742A3; EP1176742B1; CN1336735A; US20020012161A1; DE60127046T2; CN1249936C; EP1176742A2; KR20020009478A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号光を励起光によってラマン増幅するラマン増幅器、及びそれを用いた光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ増幅器は、光伝送システムで光ファイバ伝送路を伝送される信号光に対して、光伝送路での伝送損失を補償すべく信号光を光増幅するものである。光伝送路上に設置される光ファイバ増幅器は、光伝送路としても機能する光増幅用光ファイバと、光増幅用光ファイバへと励起光を供給する励起光供給手段とを備えて構成される。そして、励起光が供給されている光増幅用光ファイバに信号光が入力されると、その信号光は、光増幅用光ファイバにおいて光増幅されて出力される。
【０００３】
このような光ファイバ増幅器としては、Ｅｒ（エルビウム）などの希土類元素を添加する希土類元素添加ファイバ増幅器と、誘導ラマン散乱によるラマン増幅現象を利用するラマン増幅器とが用いられている。
【０００４】
ここで、希土類元素添加ファイバ増幅器（例えばＥＤＦＡ：Ｅｒｂｉｕｍ−ＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ、Ｅｒ添加ファイバ増幅器）は、希土類元素を添加した光ファイバ（例えばＥＤＦ：Ｅｒｂｉｕｍ−ＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒ、Ｅｒ添加光ファイバ）を光増幅用光ファイバとして用いたもので、モジュール化されて光伝送システムの中継局内などに設置される。一方、ラマン増幅器においては、光ファイバ伝送路を構成している石英系の光ファイバが、ラマン増幅用光ファイバとして用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したラマン増幅器は、光伝送用の光ファイバに信号光とともに励起光を入力し、ラマン増幅によって伝送損失を補償する分布定数型の光増幅器として構成することができる。また、ＥＤＦＡなどと同様に、光伝送路上で中継局内などの所定位置に設置し、入力信号光を所定の利得（ｎｅｔｇａｉｎ）で光増幅して出力信号光を得る集中定数型の光増幅器として利用することも可能である。
【０００６】
しかしながら、ラマン増幅器を集中定数型の光増幅器として利用する場合、ＥＤＦＡなどに比べて、光増幅に必要なラマン増幅用光ファイバの長さが長いため、自己位相変調や四光波混合などの非線型光学効果の影響が大きくなる。このため、ラマン増幅用光ファイバでの非線型光学効果による信号光の伝送品質の劣化が顕著となるという問題を生じる。
【０００７】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、非線型光学効果による信号光の伝送品質の劣化が抑制される集中定数型のラマン増幅器、及びそれを用いた光伝送システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明によるラマン増幅器は、（１）所定の増幅波長帯域内にある信号光を励起光によってラマン増幅する集中定数型のラマン増幅器であって、（２）互いに直列に接続され、増幅波長帯域内にある信号光をそれぞれラマン増幅するとともに、互いに異なる波長分散値を有する複数のラマン増幅用光ファイバと、（３）複数のラマン増幅用光ファイバのそれぞれに励起光を供給する１または複数の励起光供給手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
単一のラマン増幅用光ファイバを用いて構成された集中定数型のラマン増幅器においては、その構成から増幅器モジュール内で波長分散を制御することができない。したがって、ラマン増幅用光ファイバの波長分散の値により、ラマン増幅用光ファイバを伝送される間に信号光に累積される分散値が大きくなったり、あるいは、零分散に近い状態で信号光がラマン増幅用光ファイバを伝送されるなどの光伝送条件を生じる場合がある。
【００１０】
このとき、信号光の分散値が大きくなる場合には、自己位相変調（ＳＰＭ：ＳｅｌｆＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）や群速度分散（ＧＶＤ：ＧｒｏｕｐＶｅｌｏｃｉｔｙＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）などが発生する原因となる。また、信号光が零分散近傍で伝送される場合には、交差位相変調（ＸＰＭ：ＣｒｏｓｓＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）や四光波混合（ＦＷＭ：ＦｏｕｒＷａｖｅＭｉｘｉｎｇ）などが発生する原因となる。そして、ラマン増幅用光ファイバでの伝送中にこれらの非線型光学効果等を生じると、その影響によって信号光の伝送品質が劣化してしまう。
【００１１】
これに対して、上記したラマン増幅器においては、直列に接続した複数のラマン増幅用光ファイバを用いて集中定数型のラマン増幅器を構成するとともに、それらの波長分散値をそれぞれ異なる値としている。これによって、増幅器内の光伝送路で波長分散を制御して、信号光への分散の累積や零分散近傍での伝送を低減することが可能となる。したがって、非線型光学効果による増幅器内での信号光の伝送品質の劣化が抑制されるラマン増幅器が実現される。
【００１２】
また、増幅波長帯域内の少なくとも一部の波長帯域において、複数のラマン増幅用光ファイバでの波長分散値を入力端から出力端まで累積した分散値の絶対値が、０．５ｐｓ／ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
あるいは、増幅波長帯域内の全体の波長帯域において、複数のラマン増幅用光ファイバでの波長分散値を入力端から出力端まで累積した分散値の絶対値が、５．０ｐｓ／ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
ラマン増幅器内の光伝送路全体としての累積された分散値を、ラマン増幅用光ファイバの波長分散値の組合せによって補償して上記の範囲内とすることによって、それぞれ波長分散値の異なる複数のラマン増幅用光ファイバが接続された光ファイバ伝送路の全体として、波長分散が充分に補償された構成とすることができる。したがって、ＳＰＭやＧＶＤの発生による信号光の伝送品質の劣化が抑制される。
【００１５】
また、増幅波長帯域内の全体の波長帯域において、複数のラマン増幅用光ファイバでの波長分散値を入力端から任意の位置まで累積した分散値の絶対値が、各位置に対して３０ｐｓ／ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
ラマン増幅器内の光伝送路全体としての分散値が上記のように補償されている場合においても、入力端から出力端までの光伝送路上で分散値が過度に大きくなることがあると、ＳＰＭやＧＶＤによる信号光の伝送品質の劣化の原因となる。これに対して、光伝送路上の各位置に対して、その位置までに累積された分散値を常に上記の範囲内とすることによって、そのような伝送品質の劣化を抑制することができる。
【００１７】
さらに、複数のラマン増幅用光ファイバのそれぞれにおける分散スロープ値が、−０．５ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以上０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であることが好ましい。このように、分散スロープ値を充分に小さい値としておけば、増幅波長帯域の全体に対して、充分に波長分散を補償することが可能となる。
【００１８】
また、複数のラマン増幅用光ファイバは、互いに異なる符号の波長分散値を有する２つのラマン増幅用光ファイバを少なくとも含むことを特徴とする。
【００１９】
このように逆符号の波長分散値を有するラマン増幅用光ファイバを用いれば、波長分散値の絶対値がある程度の大きさであっても、逆符号の波長分散値の組合せによって全体として波長分散を補償することができる。これによって、信号光の零分散近傍での伝送を極力避けることが可能となり、ＸＰＭやＦＷＭの発生による信号光の伝送品質の劣化が抑制される。
【００２０】
具体的な構成としては、例えば、複数のラマン増幅用光ファイバは、２つのラマン増幅用光ファイバからなるとともに、その一方の波長分散値が正、他方の波長分散値が負に構成されているものがある。このような構成によれば、特に簡単なラマン増幅用光ファイバの構成によって波長分散を補償して、信号光の伝送品質の劣化の抑制を実現することができる。
【００２１】
また、増幅波長帯域内の全体の波長帯域において、複数のラマン増幅用光ファイバのそれぞれでの波長分散値の絶対値が、所定の波長分散下限値以上であることを特徴とする。このように波長分散値に下限値を与えることによって、零分散近傍の波長分散値を有する光ファイバを除外して、増幅器内の光伝送路における零分散近傍での信号光の伝送を防止することができる。波長分散下限値については、例えば、絶対値が０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上とすることが好ましい。
【００２２】
また、複数のラマン増幅用光ファイバのそれぞれは、互いに異なるレイリー散乱係数を有することを特徴とする。このように、複数のラマン増幅用光ファイバを、上記したように互いに異なる波長分散値を有すると同時に、レイリー散乱係数についても異なる値を有するものとすることによって、増幅器での伝送品質の劣化の抑制とともに、その雑音特性をも向上することができる。
【００２３】
このとき、複数のラマン増幅用光ファイバのうち、最も小さいレイリー散乱係数を有するラマン増幅用光ファイバが、最も入力端側の位置に設置されていることが好ましい。
【００２４】
入力端側にレイリー散乱係数が大きいラマン増幅用光ファイバを設置する構成とした場合、入力端側で二重レイリー散乱によって生じる雑音光が大きくなるとともに、その大きい雑音光が後段の他のラマン増幅用光ファイバによって光増幅されることとなる。これに対して、レイリー散乱係数が小さく雑音特性が優れた光ファイバを入力端側に設置する構成とすることによって、増幅器内の光伝送路全体としての雑音特性を向上することができる。
【００２５】
また、複数のラマン増幅用光ファイバのそれぞれの長さが、５ｋｍ以下であることが好ましい。このように、ラマン増幅用光ファイバの長さを極力短くすることによって、非線型光学効果による信号光の伝送品質の劣化、及び雑音光の発生をともに低減することができる。
【００２６】
また、複数のラマン増幅用光ファイバの少なくとも１つは、励起光の波長での実効断面積が１５μｍ^２以下であることを特徴とする。
【００２７】
さらに、複数のラマン増幅用光ファイバのうち、最も大きい非線型定数を有するラマン増幅用光ファイバが、励起光供給手段から励起光が供給される位置に最も近い位置に設置されていることを特徴とする。
【００２８】
ラマン増幅用光ファイバの実効断面積、非線型定数、またはその両者にそれぞれ上記した条件を適用することによって、誘導ラマン散乱によるラマン増幅の効率を高めて、増幅器のラマン利得を向上することができる。また、ラマン増幅器の全体として必要なラマン利得を確保するためのラマン増幅用光ファイバの長さが短くなるなど、ラマン増幅用光ファイバで生じる雑音光や伝送品質の劣化を低減することが可能となる。
【００２９】
また、本発明による光伝送システムは、信号光が伝送される光ファイバを用いて構成された光伝送路を有するととともに、光伝送路を伝送される信号光を中継する中継局内に、上記したラマン増幅器が設置されていることを特徴とする。
【００３０】
光伝送システムの中継局に設置される集中定数型の光増幅器として、上記の構成を有するラマン増幅器を用いることによって、信号光の伝送品質の劣化が抑制されて、送信局から受信局へと確実に信号光を伝送可能な光伝送システムを実現することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明によるラマン増幅器及びそれを用いた光伝送システムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００３２】
図１は、本発明によるラマン増幅器の一実施形態を示す構成図である。本ラマン増幅器１は、光伝送システムの中継局などに設置される集中定数型の光増幅器であり、２つのラマン増幅用光ファイバ１１、１２と、２つの励起光源ユニット２１、２２とを備えて構成されている。
【００３３】
ラマン増幅用光ファイバ１１と１２とはそれぞれ、互いに異なる波長分散値を有する石英系の光ファイバからなる。また、これらのラマン増幅用光ファイバは、ラマン増幅器１の入力端１ａから出力端１ｂに向けて、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２の順で直列に接続されている。
【００３４】
この２つのラマン増幅用光ファイバ１１、１２を用いた構成によって、信号光を伝送するとともに、励起光が供給されているときに、所定の増幅波長帯域内にある信号光を励起光によってラマン増幅するためのラマン増幅器１内での光伝送路（光ファイバ線路）が形成されている。また、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２のそれぞれでの波長分散値の組合せによって、ラマン増幅される信号光への分散の累積や信号光の零分散近傍での伝送を低減するなど、所定の条件を満たすように、ラマン増幅器１内の光伝送路での波長分散が制御される。
【００３５】
ラマン増幅用光ファイバ１１、１２の後方には、それぞれ光アイソレータ４１、４２が設置されている。光アイソレータ４１、４２のそれぞれは、光を順方向（図１中に示した矢印の方向）へと通過させるが、逆方向へは通過させないものである。すなわち、光アイソレータ４１は、ラマン増幅用光ファイバ１１から到達した光をラマン増幅用光ファイバ１２へと通過させるが、逆方向へは光を通過させない。また、光アイソレータ４２は、ラマン増幅用光ファイバ１２から到達した光を出力端１ｂへと通過させるが、逆方向へは光を通過させない。
【００３６】
ラマン増幅用光ファイバ１１、１２への励起光は、励起光供給手段である励起光源ユニット２１、２２によってそれぞれ供給される。励起光源ユニット２１、２２は、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２と光アイソレータ４１、４２との間にそれぞれ設けられた光合波器３１、３２を介して、ラマン増幅器１内の光伝送路に接続されている。
【００３７】
ここで、光合波器３１、３２は、励起光源ユニット２１、２２から供給されて到達した励起光を、前方のラマン増幅用光ファイバ１１、１２へ向けて逆方向にそれぞれ通過させる。また、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２から到達した信号光を、光アイソレータ４１、４２へ向けて順方向にそれぞれ通過させる。これによって、本ラマン増幅器１は、後方励起（逆方向励起）の光増幅器として構成されている。
【００３８】
図１においては、ラマン増幅用光ファイバ１１へと励起光を供給する励起光源ユニット２１について、その具体的な構成の一例を図示してある。本実施形態においては、６つの励起光源２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂ、２１３ａ、及び２１３ｂが用いられている。なお、励起光源ユニット２２については、その具体的な構成の図示を省略しているが、励起光源ユニット２１と同様の構成のものが用いられている。
【００３９】
励起光源ユニット２１の６つの励起光源のうち、励起光源２１１ａ及び２１１ｂは同一の波長λ_１の光を出力するものである。励起光源２１１ａ及び２１１ｂからの光は、偏波合成器２１１ｃによって合成されて、偏波について均一な波長λ_１の励起光が生成される。同様に、励起光源２１２ａ及び２１２ｂは同一の波長λ_２（λ_２≠λ_１）の光を出力し、それらは偏波合成器２１２ｃによって合成されて、偏波について均一な波長λ_２の励起光が生成される。また、励起光源２１３ａ及び２１３ｂは同一の波長λ_３（λ_３≠λ_１、λ_２）の光を出力し、それらは偏波合成器２１３ｃによって合成されて、偏波について均一な波長λ_３の励起光が生成される。
【００４０】
そして、偏波合成器２１１ｃ、２１２ｃ、及び２１３ｃでそれぞれ合成された波長λ_１、λ_２、及びλ_３の光は、波長合成器２１４において合成されて３つの波長成分を有する励起光とされ、光合波器３１を介してラマン増幅用光ファイバ１１へと供給される。
【００４１】
なお、励起光源ユニットの構成については、ラマン増幅器に要求される増幅波長帯域などに応じて、励起光の波長や励起光源の個数などを適宜設定することが好ましい。具体的には、励起光源ユニットからラマン増幅用光ファイバへと供給される励起光の波長については、通常、信号光の波長よりも０．１μｍ程度短い波長が用いられる。また、励起光源の個数については、そのラマン増幅器での増幅波長帯域内の各波長において光増幅が可能となるように、必要な個数（必要な波長数）の励起光源が用いられる。例えば、１波長の励起光によって増幅波長帯域の全体での光増幅が可能な場合には、励起光は１波長成分のみを有するものであっても良い。
【００４２】
上記したラマン増幅器１においては、複数のラマン増幅用光ファイバ、図１においては２つのラマン増幅用光ファイバ１１、１２、を直列に接続して増幅器１内での光伝送路を構成するとともに、それらの波長分散値をそれぞれ異なる値としている。この構成によれば、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２のそれぞれでの波長分散値の組合せを利用して、増幅器１内での波長分散を制御して、信号光への分散の累積や零分散近傍での伝送などの、信号光の伝送上好ましくない条件の発生を防止することが可能となる。これによって、非線型光学効果による増幅器内での信号光の伝送品質の劣化が抑制されるラマン増幅器が実現される。
【００４３】
ここで、増幅器１内の光伝送路での信号光への分散の累積に関しては、増幅波長帯域内の少なくとも一部の波長帯域において、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２での波長分散を入力端１ａから出力端１ｂまで累積した分散値の絶対値を、０．５ｐｓ／ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。これは、分散値の増幅波長帯域内での最小値を０．５ｐｓ／ｎｍ以下とすることに相当する。
【００４４】
また、増幅波長帯域内の全体の波長帯域において、波長分散を入力端１ａから出力端１ｂまで累積した分散値の絶対値を、５．０ｐｓ／ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。これは、分散値の増幅波長帯域内での最大値を５．０ｐｓ／ｎｍ以下とすることに相当する。
【００４５】
ラマン増幅器１内の光伝送路全体としての分散値となる、各ラマン増幅用光ファイバ１１、１２を通して累積された分散値を、上記の範囲内とすることによって、それぞれ波長分散値の異なる２つのラマン増幅用光ファイバ１１、１２が接続された光伝送路の全体として波長分散が充分に補償された構成となる。したがって、自己位相変調（ＳＰＭ：ＳｅｌｆＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）や群速度分散（ＧＶＤ：ＧｒｏｕｐＶｅｌｏｃｉｔｙＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）の発生による信号光の伝送品質の劣化が抑制される。
【００４６】
また、増幅器１内の光伝送路での信号光の零分散近傍での伝送に関しては、２つのラマン増幅用光ファイバ１１、１２は、互いに異なる符号の波長分散値（一方が正、他方が負の波長分散値）を有する構成とすることが好ましい。
【００４７】
このように、逆符号の波長分散値を有するラマン増幅用光ファイバ１１、１２を接続して光伝送路を構成すれば、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２での波長分散値の絶対値がそれぞれある程度の大きさの値であっても、逆符号の波長分散値の組合せによって、増幅器１内の光伝送路の全体として波長分散を補償することができる。これによって、信号光の零分散近傍での伝送を極力避けることが可能となり、交差位相変調（ＸＰＭ：ＣｒｏｓｓＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）や四光波混合（ＦＷＭ：ＦｏｕｒＷａｖｅＭｉｘｉｎｇ）の発生による信号光の伝送品質の劣化が抑制される。
【００４８】
図１に示したラマン増幅器におけるラマン増幅用光ファイバの組合せ等について、さらに具体的に説明する。図２は、図１に示したラマン増幅器内の光ファイバ伝送路における波長分散の一例について模式的に示すグラフである。なお、図２においては、ラマン増幅器１の構成を簡略化してラマン増幅用光ファイバ１１及び１２のみを示し、励起光源ユニット２１、２２、光合波器３１、３２、及び光アイソレータ４１、４２については、図示を省略している。また、図２中の点１ｃは、ラマン増幅用光ファイバ１１と１２とが互いに接続される中間点を示している。
【００４９】
図２に示した例においては、入力端１ａ側のラマン増幅用光ファイバ１１として、正の波長分散値を有する光ファイバが適用されている。これにより、入力端１ａから中間点１ｃに向けて、伝送距離とともに分散値が累積的に増加し、中間点１ｃにおいて、約３０ｐｓ／ｎｍの分散値となっている。
【００５０】
一方、出力端１ｂ側のラマン増幅用光ファイバ１２としては、負の波長分散値を有する光ファイバが適用されている。これにより、中間点１ｃで約３０ｐｓ／ｎｍとなっていた分散値が、出力端１ｂに向けて伝送距離とともに累積的に減少し、出力端１ｂにおいて、ほぼ０ｐｓ／ｎｍの分散値となる。より具体的には、その絶対値が所定の値以下（例えば０．５ｐｓ／ｎｍ以下、あるいは５．０ｐｓ／ｎｍ以下）の範囲内の分散値となるように波長分散が補償される。このような構成により、上記したように非線型光学効果による信号光の伝送品質の劣化が抑制されるラマン増幅器１が得られる。
【００５１】
図３に、図２に示した構成のラマン増幅器を実現するためのラマン増幅用光ファイバの具体例を、その屈折率プロファイルによって示す。図３に示した光ファイバは、ＳｉＯ_２にＧｅＯ_２が添加された比屈折率差Δｎ_１のコア領域６１と、ＳｉＯ_２にＦが添加された比屈折率差Δｎ_２のクラッド領域６２とを有して構成されている。
【００５２】
上記した構成からなる光ファイバにおいて、純ＳｉＯ_２を０％としたコア領域６１及びクラッド領域６２の比屈折率差をΔｎ_１＝２．９％、Δｎ_２＝−０．４％として、ラマン増幅用光ファイバ１１及び１２にそれぞれ適用した。ここで、比屈折率差以外の光ファイバの構成については、それぞれの光ファイバで異なる構成とした。
【００５３】
具体的には、前段のラマン増幅用光ファイバ１１では、コア径を４．８（μｍ）、波長１．５５μｍでの波長分散を４．３（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、波長１．５５μｍでの実効断面積を１０．８（μｍ^２）、非線型定数を２０．４（１／Ｗ／ｋｍ）とした。
【００５４】
また、後段のラマン増幅用光ファイバ１２では、コア径を４．０（μｍ）、波長１．５５μｍでの波長分散を−９．０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、波長１．５５μｍでの実効断面積を９．９（μｍ^２）、非線型定数を２２．３（１／Ｗ／ｋｍ）とした。
【００５５】
以上の構成からなるラマン増幅用光ファイバ１１及び１２を用いれば、図２に示した波長分散となるように、ラマン増幅器１を構成することができる。なお、それぞれの波長分散値から、中間点１ｃでの分散値が約３０ｐｓ／ｎｍとなる図２の場合には、ラマン増幅用光ファイバ１１の長さは約６．９８ｋｍ、ラマン増幅用光ファイバ１２の長さは約３．３３ｋｍとなる。
【００５６】
ここで、増幅波長帯域内の全体の波長帯域において、波長分散を入力端１ａから任意の位置まで累積した分散値の絶対値を、各位置に対して３０ｐｓ／ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。これは、増幅器１内の光伝送路上の各位置での分散値の最大値を、図２に示した例のように、３０ｐｓ／ｎｍ以下とすることに相当する。
【００５７】
入力端１ａから出力端１ｂまでの光伝送路上で分散値が過度に大きくなる位置が存在すると、光伝送路全体としての波長分散の補償にかかわらず、ＳＰＭやＧＶＤによる信号光の伝送品質の劣化が発生する原因となる。これに対して、光伝送路上の各位置に対しても分散値に一定の条件を課することによって、信号光の伝送中での伝送品質の劣化を抑制することができる。なお、この条件は、図１及び図２のように２つのラマン増幅用光ファイバ１１、１２を用いている場合には、それらが接続される中間点１ｃまでに累積される波長分散値を３０ｐｓ／ｎｍ以下とすることによって達成される。
【００５８】
また、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２のそれぞれにおける分散スロープ値を、−０．５ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以上０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
【００５９】
例えば、上記した具体例の光ファイバ等によってラマン増幅器１を構成した場合、波長１．５５μｍで波長分散の補償が可能となるが、それぞれの分散スロープ値の絶対値が大きいと、増幅波長帯域内で波長１．５５μｍから離れた波長帯域における波長分散の補償が困難となる。これに対して、上記のように分散スロープ値を充分に小さい値としておけば、増幅波長帯域の全体に対して、充分に波長分散を補償することが可能となる。
【００６０】
また、増幅波長帯域内の全体の波長帯域において、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２のそれぞれでの波長分散値の絶対値を、所定の波長分散下限値以上として、０ｐｓ／ｎｍ近傍を除いておくことが好ましい。これによって、増幅器１内の光伝送路で、零分散近傍で伝送されることによる信号光の伝送品質の劣化を確実に防止することができる。なお、波長分散下限値については、例えば、絶対値が０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上とすることが好ましい。
【００６１】
さらに、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２のそれぞれの長さを、５ｋｍ以下とすることが好ましい。このように、ラマン増幅用光ファイバ１１、１２の長さ、したがって増幅器１内の光伝送路の長さを極力短くすることによって、非線型光学効果による信号光の伝送品質の劣化をより低減することができる。また、非線型光学効果とは別に伝送品質の劣化の原因となる雑音光の発生についても、ともに低減される。
【００６２】
また、複数のラマン増幅用光ファイバとして用いる光ファイバの構成については、その少なくとも１つを、ラマン増幅用の励起光の波長における実効断面積を１５μｍ^２以下とすることが好ましい。
【００６３】
あるいは、複数のラマン増幅用光ファイバのうち、最も大きい非線型定数を有するラマン増幅用光ファイバを、励起光源ユニットから励起光が供給される位置に最も近い位置に設置することが好ましい。
【００６４】
ラマン増幅用光ファイバとして適用する光ファイバの実効断面積、非線型定数、またはその両者にそれぞれ上記した条件を課することによって、増幅器のラマン利得を向上することができる。
【００６５】
図４に、波長１．４８μｍの励起光を用いた場合の、波長帯域１５２５ｎｍ〜１６２５ｎｍでのラマン利得係数ｇ_Ｒのグラフを示す。ここで、グラフＦは、通常の１．３μｍ零分散シングルモードファイバによるラマン利得係数ｇ_Ｒを示している。一方、グラフＧは、励起光波長における実効断面積が１０μｍ^２で高非線型性の光ファイバを用いた場合のラマン利得係数ｇ_Ｒを示している。
【００６６】
これらのグラフＦ及びＧより、励起光波長での実効断面積が小さく、かつ非線型定数が大きい光ファイバを用いることによって、誘導ラマン散乱によるラマン増幅の効率を向上させて、増幅器での高ラマン利得を得ることが可能となることがわかる。また、このとき、ラマン増幅器に対して必要とされているラマン利得を確保するためのラマン増幅用光ファイバの長さを短くすることができるなど、ラマン増幅用光ファイバで生じる雑音光や伝送品質の劣化についても、さらに低減することが可能となる。
【００６７】
なお、非線型定数が最大のラマン増幅用光ファイバを、励起光源ユニットから励起光が供給される位置に最も近い位置に設置することについては、図１に示すように、各ラマン増幅用光ファイバ１１、１２が励起光源ユニット２１、２２に対して同様の位置関係にある場合には、任意の光ファイバを非線型定数が大きいものとして良い。また、図１に示した構成において、前方の励起光源ユニット２１が設置されず、後方の励起光源ユニット２２がラマン増幅用光ファイバ１１及び１２に対する共通の励起光供給手段となる場合には、励起光源ユニット２２に近いラマン増幅用光ファイバ１２に、非線型定数の大きい光ファイバが適用される。
【００６８】
また、複数のラマン増幅用光ファイバからなる光伝送路での雑音特性については、複数のラマン増幅用光ファイバとして、互いに異なるレイリー散乱係数を有する光ファイバを用いることが好ましい。これによって、波長分散値の組合せによる信号光の伝送品質の劣化の抑制とともに、レイリー散乱係数の組合せを利用して、二重レイリー散乱による雑音光の発生及びその増幅を低減して、光伝送路の雑音特性をも向上することができる。
【００６９】
この場合の光伝送路の構成については、最も小さいレイリー散乱係数を有するラマン増幅用光ファイバを、最も入力端側の位置に設置することが好ましい。例えば、図１に示した構成のラマン増幅器１においては、前段のラマン増幅用光ファイバ１１として、レイリー散乱係数が小さく雑音特性が重視された光ファイバ（例えばＧｅ低濃度コアの光ファイバ）を適用する。一方、後段のラマン増幅用光ファイバ１２として、ラマン利得などの他の特性が重視された光ファイバを適用する。
【００７０】
入力端１ａ側のラマン増幅用光ファイバ１１にレイリー散乱係数が大きいものを配置した場合、前段のラマン増幅用光ファイバ１１で大きい雑音光が生成されるとともに、後段のラマン増幅用光ファイバ１２でその雑音光が光増幅されて、結果として出力信号光における雑音光強度が増大してしまう。これに対して、上記のように前段に雑音特性を重視した光ファイバを、また、後段にラマン利得などを重視した光ファイバを配置する構成とすれば、増幅器１の全体としての雑音特性を向上することができる。
【００７１】
次に、上記したラマン増幅器を用いた本発明による光伝送システムについて説明する。図５は、図１に示したラマン増幅器を用いた光伝送システムの一実施形態を示す構成図である。
【００７２】
本実施形態の光伝送システムは、送信局Ｔと受信局Ｒとの間の光伝送路（光ファイバ線路）上に、送信局Ｔ側から順に２つの中継局Ａ、Ｂが設けられて構成されている。これらの中継局Ａ、Ｂは、光伝送路を伝送される信号光を中継するためのものである。そして、中継局Ａ及びＢの内部には、それぞれ図１に示した構成を有するラマン増幅器１ａ及び１ｂが設置されている。
【００７３】
このように、図１に示した構成によるラマン増幅器１ａ、１ｂを、光伝送システムの中継局Ａ、Ｂに設置される集中定数型の光増幅器として利用することによって、信号光の伝送品質の劣化が抑制されて、送信局Ｔから受信局Ｒへと確実に信号光を伝送可能な光伝送システムを実現することができる。
【００７４】
なお、２つの中継局Ａ及びＢの間の光伝送路Ｃについては、必要な分散制御等がされた光伝送路として構成されていることが好ましい。また、この光伝送路Ｃ中に、同様にラマン増幅器等が備えられた他の中継局がさらに設けられていても良い。
【００７５】
本発明によるラマン増幅器、及びそれを用いた光伝送システムは、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。
【００７６】
図６及び図７は、それぞれラマン増幅器の変形例として他の実施形態を示す構成図である。このうち、図６に示したラマン増幅器では、図１に示した構成に対して、さらに２つの励起光源ユニット２３、２４が設置されている。これらの励起光源ユニットのうち、励起光源ユニット２３は、入力端１ａとラマン増幅用光ファイバ１１との間に設けられた光合波器３３を介して光伝送路に接続されて、ラマン増幅用光ファイバ１１へと順方向に励起光を供給している。また、励起光源ユニット２４は、光アイソレータ４１とラマン増幅用光ファイバ１２との間に設けられた光合波器３４を介して光伝送路に接続されて、ラマン増幅用光ファイバ１２へと順方向に励起光を供給している。これによって、図６のラマン増幅器１は、双方向励起の光増幅器として構成されている。
【００７７】
また、図７に示したラマン増幅器では、励起光源ユニットとしては、ラマン増幅用光ファイバ１１の前方の励起光源ユニット２３と、ラマン増幅用光ファイバ１２の後方の励起光源ユニット２２とが設置されている。また、ラマン増幅用光ファイバ１１と光アイソレータ４１との間、及び光アイソレータ４１とラマン増幅用光ファイバ１２との間には、それぞれ光合分波器３５、３６が設置されている。
【００７８】
これらの光合分波器３５、３６は、いずれも励起光源ユニット２２、２３から供給される励起光の波長の光を合分波するものである。また、光合分波器３５及び３６の間には、励起光源ユニット２２、２３からの励起光を迂回して通過させるバイパス路となる光伝送路３７が設けられている。これによって、図７のラマン増幅器１は、励起光源ユニット２２及び２３のそれぞれからの励起光が、２つのラマン増幅用光ファイバ１１、１２の両方にそれぞれ供給される双方向励起の光増幅器として構成されている。
【００７９】
これらの変形例以外にも、様々な構成の変更が可能である。例えば、励起光源ユニットについては、２つのラマン増幅用光ファイバに対して単一の励起光源ユニットのみを設置しても良い。また、光アイソレータ４１、４２については、不要な場合は設置を省略しても良い。あるいは、光アイソレータ及び光合波器を集積化して、損失を低減する構成とすることも可能である。
【００８０】
また、直列に接続される複数のラマン増幅用光ファイバの個数については、上記した２つの場合に限らず、３つ以上のラマン増幅用光ファイバを用いても良い。この場合、ラマン増幅器の構成はやや複雑となるが、波長分散値やレイリー散乱係数などの組合せの自由度が増すこととなるので、それらの諸特性の制御性が向上される。
【００８１】
また、ラマン増幅器内の光ファイバ伝送路における波長分散についても、図２に示した構成に限らず、他の特性との関係などに応じて、様々な構成とすることが可能である。例えば、図２においては、前段のラマン増幅用光ファイバ１１が正の波長分散値、後段のラマン増幅用光ファイバ１２が負の波長分散値を有する構成とされている。これに対して、図８に示すように、前段のラマン増幅用光ファイバ１１が負の波長分散値、後段のラマン増幅用光ファイバ１２が正の波長分散値を有する構成とすることも可能である。
【００８２】
波長分散以外の各構成条件、例えばラマン増幅用光ファイバの非線型定数、レイリー散乱係数、分散スロープ、及び光ファイバの長さ等についても、それぞれの条件の相関や、個々のラマン増幅器に対して要求される具体的な特性条件などに応じて、適宜その組合せを選択することが好ましい。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によるラマン増幅器及びそれを用いた光伝送システムは、以上詳細に説明したように、次のような効果を得る。すなわち、互いに異なる波長分散値を有する複数のラマン増幅用光ファイバを直列に接続して構成された集中定数型のラマン増幅器によれば、増幅器内の光伝送路での波長分散を波長分散値の組合せによって制御して、信号光への分散の累積や零分散近傍での伝送を低減することが可能となる。これによって、非線型光学効果などによる信号光の伝送品質の劣化が抑制されるラマン増幅器が実現される。
【００８４】
このような構成を有するラマン増幅器では、増幅器モジュール内で波長分散が制御されるため、上記した特性の向上とともに、その中継局などへの適用が容易である。また、特性制御の自由度の高さから、各用途に適した様々な特性のラマン増幅器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラマン増幅器の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示したラマン増幅器内の光伝送路における波長分散の一例を示すグラフである。
【図３】ラマン増幅器に適用されるラマン増幅用光ファイバの構成を示す図である。
【図４】ラマン増幅用光ファイバにおけるラマン利得係数について示すグラフである。
【図５】図１に示したラマン増幅器を用いた光伝送システムの一実施形態を示す構成図である。
【図６】ラマン増幅器の他の実施形態を示す構成図である。
【図７】ラマン増幅器の他の実施形態を示す構成図である。
【図８】図１に示したラマン増幅器内の光伝送路における波長分散の他の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ラマン増幅器、１ａ…入力端、１ｂ…出力端、１ｃ…中間点、１１、１２…ラマン増幅用光ファイバ、２１〜２４…励起光源ユニット、３１〜３４…光合波器、３５、３６…光合分波器、３７…光伝送路、４１、４２…光アイソレータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a Raman amplifier for Raman-amplifying signal light by pump light and an optical transmission system using the Raman amplifier.
[0002]
[Prior art]
The optical fiber amplifier optically amplifies the signal light transmitted through the optical fiber transmission line in the optical transmission system to compensate for the transmission loss in the optical transmission line. The optical fiber amplifier installed on the optical transmission line includes an optical amplification optical fiber that also functions as an optical transmission line, and excitation light supply means that supplies excitation light to the optical amplification optical fiber. When the signal light is input to the optical amplification optical fiber to which the pump light is supplied, the signal light is optically amplified by the optical amplification optical fiber and output.
[0003]
As such an optical fiber amplifier, a rare earth element-doped fiber amplifier that adds a rare earth element such as Er (erbium) and a Raman amplifier that uses a Raman amplification phenomenon by stimulated Raman scattering are used.
[0004]
Here, a rare earth element-doped fiber amplifier (for example, EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier, Er-doped fiber amplifier) is an optical fiber doped with a rare earth element (for example, EDF: Erbium-Doped Fiber, Er-doped optical fiber) for optical amplification. Used as an optical fiber, it is modularized and installed in a relay station of an optical transmission system or the like. On the other hand, in a Raman amplifier, a silica-based optical fiber constituting an optical fiber transmission line is used as an optical fiber for Raman amplification.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described Raman amplifier can be configured as a distributed constant type optical amplifier that inputs pump light together with signal light to an optical fiber for optical transmission and compensates for transmission loss by Raman amplification. Similarly to an EDFA or the like, a lumped-constant optical amplifier that is installed at a predetermined position on an optical transmission line, such as in a relay station, and optically amplifies an input signal light with a predetermined gain (net gain) to obtain an output signal light. It is also possible to use it.
[0006]
However, when a Raman amplifier is used as a lumped-constant type optical amplifier, the length of the Raman amplification optical fiber required for optical amplification is longer than that of an EDFA or the like. Therefore, nonlinear types such as self-phase modulation and four-wave mixing are used. The effect of the optical effect increases. For this reason, there is a problem that the transmission quality of the signal light is significantly deteriorated due to the nonlinear optical effect in the Raman amplification optical fiber.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a lumped-constant Raman amplifier in which deterioration of signal light transmission quality due to a nonlinear optical effect is suppressed, and an optical transmission system using the same. The purpose is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, a Raman amplifier according to the present invention is a (1) lumped-constant Raman amplifier for Raman-amplifying signal light within a predetermined amplification wavelength band by pump light, and (2) Each of the plurality of Raman amplification optical fibers, which are connected in series with each other and Raman amplify the signal light within the amplification wavelength band and have different chromatic dispersion values, and (3) the plurality of Raman amplification optical fibers, respectively. And one or more excitation light supply means for supplying excitation light.
[0009]
In a lumped-constant Raman amplifier configured using a single Raman amplification optical fiber, chromatic dispersion cannot be controlled in the amplifier module due to the configuration. Therefore, depending on the value of the chromatic dispersion of the Raman amplifying optical fiber, the dispersion value accumulated in the signal light during transmission through the Raman amplifying optical fiber increases, or the Raman amplification of the signal light is almost zero. Optical transmission conditions such as transmission through an amplification optical fiber may occur.
[0010]
At this time, if the dispersion value of the signal light is large, self-phase modulation (SPM: Self Phase Modulation), group velocity dispersion (GVD: Group Velocity Dispersion), and the like may be caused. Further, when the signal light is transmitted near zero dispersion, it causes cross-phase modulation (XPM), four-wave mixing (FWM), or the like. If these nonlinear optical effects occur during transmission through the Raman amplification optical fiber, the transmission quality of the signal light is degraded due to the effects.
[0011]
On the other hand, in the above-mentioned Raman amplifier, a lumped-constant type Raman amplifier is formed using a plurality of Raman amplification optical fibers connected in series, and their chromatic dispersion values are different from each other. This makes it possible to control the chromatic dispersion in the optical transmission line in the amplifier, thereby reducing the accumulation of dispersion in the signal light and the transmission near zero dispersion. Therefore, a Raman amplifier is realized in which the deterioration of the transmission quality of signal light in the amplifier due to the nonlinear optical effect is suppressed.
[0012]
Further, in at least a part of the wavelength band within the amplification wavelength band, the absolute value of the dispersion value obtained by accumulating the chromatic dispersion values of the plurality of optical fibers for Raman amplification from the input end to the output end is 0.5 ps / nm or less. There is a feature.
[0013]
Alternatively, in the entire wavelength band within the amplification wavelength band, the absolute value of the dispersion value obtained by accumulating the chromatic dispersion values of the plurality of Raman amplification optical fibers from the input end to the output end is 5.0 ps / nm or less. It is characterized.
[0014]
By compensating the accumulated dispersion value of the entire optical transmission line in the Raman amplifier by the combination of the chromatic dispersion values of the Raman amplification optical fiber to be within the above range, a plurality of Raman beams having different chromatic dispersion values can be obtained. The entire optical fiber transmission line to which the amplification optical fiber is connected can have a configuration in which chromatic dispersion is sufficiently compensated. Therefore, deterioration of transmission quality of signal light due to occurrence of SPM or GVD is suppressed.
[0015]
Further, in the entire wavelength band within the amplification wavelength band, the absolute value of the dispersion value obtained by accumulating the chromatic dispersion values of the plurality of optical fibers for Raman amplification from the input end to an arbitrary position is 30 ps / nm for each position. The following is preferred.
[0016]
Even when the dispersion value of the entire optical transmission line in the Raman amplifier is compensated as described above, if the dispersion value becomes excessively large on the optical transmission line from the input end to the output end, the SPM or the like may occur. GVD causes deterioration of signal light transmission quality. On the other hand, for each position on the optical transmission line, the dispersion value accumulated up to that position is always kept within the above range, whereby such deterioration in transmission quality can be suppressed.
[0017]
Further, the dispersion slope value of each of the plurality of Raman amplification optical fibers is -0.5 ps / nm. ² / Km or more and 0.1ps / nm ² / Km or less. If the dispersion slope value is set to a sufficiently small value, chromatic dispersion can be sufficiently compensated for the entire amplification wavelength band.
[0018]
Further, the plurality of Raman amplification optical fibers are characterized by including at least two Raman amplification optical fibers having chromatic dispersion values different from each other.
[0019]
By using the optical fiber for Raman amplification having the chromatic dispersion value of the opposite sign in this way, even if the absolute value of the chromatic dispersion value is a certain magnitude, the chromatic dispersion as a whole is determined by the combination of the chromatic dispersion values of the opposite sign. Can compensate. This makes it possible to avoid transmission of the signal light near zero dispersion as much as possible, thereby suppressing the deterioration of the transmission quality of the signal light due to the occurrence of XPM or FWM.
[0020]
As a specific configuration, for example, the plurality of optical fibers for Raman amplification are composed of two optical fibers for Raman amplification, one of which has a positive chromatic dispersion value and the other has a negative chromatic dispersion value. There is something. According to such a configuration, the chromatic dispersion can be compensated for by a particularly simple configuration of the Raman amplification optical fiber, and the deterioration of the transmission quality of the signal light can be suppressed.
[0021]
Further, in the whole wavelength band within the amplification wavelength band, the absolute value of the chromatic dispersion value of each of the plurality of optical fibers for Raman amplification is not less than a predetermined lower limit of chromatic dispersion. By giving the lower limit to the chromatic dispersion value in this way, an optical fiber having a chromatic dispersion value near zero dispersion is excluded, and transmission of signal light near zero dispersion in an optical transmission line in an amplifier is prevented. Can be. Regarding the lower limit of the chromatic dispersion, for example, it is preferable that the absolute value is 0.5 ps / nm / km or more.
[0022]
Further, each of the plurality of Raman amplification optical fibers has a different Rayleigh scattering coefficient from each other. As described above, by setting the plurality of optical fibers for Raman amplification to have different chromatic dispersion values as described above and also having different values for the Rayleigh scattering coefficient, deterioration of transmission quality in the amplifier is reduced. Along with the suppression, the noise characteristics can be improved.
[0023]
At this time, it is preferable that the Raman amplifying optical fiber having the smallest Rayleigh scattering coefficient among the plurality of Raman amplifying optical fibers is installed at the position closest to the input end.
[0024]
If a Raman amplification optical fiber with a large Rayleigh scattering coefficient is installed at the input end, the noise light generated by the double Rayleigh scattering at the input end becomes large, and the large noise light becomes another Raman amplification at the subsequent stage. The light is amplified by the optical fiber. On the other hand, by providing an optical fiber having a small Rayleigh scattering coefficient and excellent noise characteristics on the input end side, the noise characteristics of the entire optical transmission line in the amplifier can be improved.
[0025]
Further, it is preferable that each of the plurality of Raman amplification optical fibers has a length of 5 km or less. As described above, by reducing the length of the Raman amplification optical fiber as much as possible, it is possible to reduce both the deterioration of signal light transmission quality due to the nonlinear optical effect and the generation of noise light.
[0026]
At least one of the plurality of Raman amplification optical fibers has an effective area of 15 μm at the wavelength of the pump light. ² It is characterized by the following.
[0027]
Further, among the plurality of Raman amplification optical fibers, the Raman amplification optical fiber having the largest non-linear constant is installed at a position closest to the position where the pumping light is supplied from the pumping light supply means. And
[0028]
By applying the above conditions to the effective cross-sectional area and the nonlinear constant of the Raman amplification optical fiber, or both, the efficiency of Raman amplification by stimulated Raman scattering can be increased, and the Raman gain of the amplifier can be improved. . In addition, it is possible to reduce noise light and deterioration of transmission quality that occur in the Raman amplification optical fiber, such as shortening the length of the Raman amplification optical fiber for securing the required Raman gain of the Raman amplifier as a whole. Become.
[0029]
In addition, the optical transmission system according to the present invention has an optical transmission line configured using an optical fiber through which signal light is transmitted, and the above-described optical transmission line is provided in a relay station that relays signal light transmitted through the optical transmission line. A Raman amplifier is provided.
[0030]
By using the Raman amplifier having the above configuration as the lumped-constant type optical amplifier installed in the relay station of the optical transmission system, deterioration in the transmission quality of the signal light is suppressed, and the transmission from the transmitting station to the receiving station is ensured. Thus, it is possible to realize an optical transmission system capable of transmitting signal light.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a Raman amplifier and an optical transmission system using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Also, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.
[0032]
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a Raman amplifier according to the present invention. The present Raman amplifier 1 is a lumped-constant type optical amplifier installed in a relay station or the like of an optical transmission system, and includes two Raman amplification optical fibers 11 and 12 and two pump light source units 21 and 22. It is configured.
[0033]
Each of the Raman amplification optical fibers 11 and 12 is made of a silica-based optical fiber having different wavelength dispersion values. These Raman amplification optical fibers are connected in series from the input end 1 a of the Raman amplifier 1 to the output end 1 b in the order of the Raman amplification optical fibers 11 and 12.
[0034]
With the configuration using the two Raman amplification optical fibers 11 and 12, signal light is transmitted, and when pumping light is supplied, signal light within a predetermined amplification wavelength band is Raman amplified by the pumping light. An optical transmission line (optical fiber line) in the Raman amplifier 1 is formed. In addition, by combining the chromatic dispersion values of the Raman amplification optical fibers 11 and 12, predetermined conditions such as reduction of accumulation of dispersion in signal light to be Raman amplified and transmission in the vicinity of zero dispersion of signal light are reduced. The chromatic dispersion in the optical transmission line in the Raman amplifier 1 is controlled so as to satisfy the following.
[0035]
Optical isolators 41 and 42 are provided behind the Raman amplification optical fibers 11 and 12, respectively. Each of the optical isolators 41 and 42 allows light to pass in the forward direction (the direction of the arrow shown in FIG. 1), but does not allow light to pass in the reverse direction. That is, the optical isolator 41 allows the light reaching from the Raman amplification optical fiber 11 to pass through the Raman amplification optical fiber 12, but does not allow the light to pass in the opposite direction. The optical isolator 42 allows the light reaching from the Raman amplification optical fiber 12 to pass through to the output end 1b, but does not allow the light to pass in the opposite direction.
[0036]
The pumping light to the Raman amplification optical fibers 11 and 12 is supplied by pumping light source units 21 and 22 as pumping light supply means, respectively. The pump light source units 21 and 22 are connected to an optical transmission line in the Raman amplifier 1 via optical multiplexers 31 and 32 provided between the Raman amplification optical fibers 11 and 12 and the optical isolators 41 and 42, respectively. Have been.
[0037]
Here, the optical multiplexers 31 and 32 allow the pump light supplied from the pump light source units 21 and 22 to reach the Raman amplification optical fibers 11 and 12, respectively, in the opposite directions. Further, the signal light arriving from the Raman amplification optical fibers 11 and 12 is passed in the forward direction toward the optical isolators 41 and 42, respectively. Thus, the present Raman amplifier 1 is configured as an optical amplifier of backward pumping (reverse pumping).
[0038]
FIG. 1 shows an example of a specific configuration of a pump light source unit 21 that supplies pump light to the Raman amplification optical fiber 11. In the present embodiment, six excitation light sources 211a, 211b, 212a, 212b, 213a, and 213b are used. Although the specific configuration of the excitation light source unit 22 is not shown, a configuration similar to that of the excitation light source unit 21 is used.
[0039]
Of the six excitation light sources of the excitation light source unit 21, the excitation light sources 211a and 211b have the same wavelength λ. ₁ The light is output. Light from the excitation light sources 211a and 211b is combined by the polarization combiner 211c, and a uniform wavelength λ ₁ Is generated. Similarly, the excitation light sources 212a and 212b have the same wavelength λ. ₂ (Λ ₂ ≠ λ ₁ ), Which are combined by a polarization combiner 212c to produce a uniform wavelength λ for polarization. ₂ Is generated. Also, the excitation light sources 213a and 213b have the same wavelength λ. ₃ (Λ ₃ ≠ λ ₁ , Λ ₂ ), Which are combined by a polarization combiner 213c to produce a uniform wavelength λ for polarization. ₃ Is generated.
[0040]
Then, the wavelength λ synthesized by the polarization synthesizers 211c, 212c, and 213c, respectively. ₁ , Λ ₂ , And λ ₃ Are combined in the wavelength combiner 214 to be pump light having three wavelength components, and supplied to the Raman amplification optical fiber 11 via the optical multiplexer 31.
[0041]
As for the configuration of the pump light source unit, it is preferable to appropriately set the wavelength of the pump light, the number of the pump light sources, and the like according to the amplification wavelength band required for the Raman amplifier. Specifically, the wavelength of the pump light supplied from the pump light source unit to the optical fiber for Raman amplification is usually about 0.1 μm shorter than the wavelength of the signal light. As for the number of pumping light sources, a necessary number (the necessary number of wavelengths) of pumping light sources is used so that light can be amplified at each wavelength within the amplification wavelength band of the Raman amplifier. For example, when light amplification over the entire amplification wavelength band is possible with one wavelength of pumping light, the pumping light may have only one wavelength component.
[0042]
In the Raman amplifier 1 described above, a plurality of optical fibers for Raman amplification, in FIG. 1, two optical fibers for Raman amplification 11, 12 are connected in series to form an optical transmission line in the amplifier 1. These wavelength dispersion values are different from each other. According to this configuration, the chromatic dispersion in the amplifier 1 is controlled by using the combination of the chromatic dispersion values of the Raman amplification optical fibers 11 and 12 to accumulate the dispersion in the signal light or to reduce the zero dispersion. This makes it possible to prevent conditions that are not favorable for signal light transmission, such as transmission in the vicinity, from occurring. As a result, a Raman amplifier is realized in which the degradation of the signal light transmission quality in the amplifier due to the nonlinear optical effect is suppressed.
[0043]
Here, regarding the accumulation of dispersion to signal light in the optical transmission line in the amplifier 1, the chromatic dispersion in the Raman amplification optical fibers 11 and 12 is calculated at the input terminal in at least a part of the wavelength band within the amplification wavelength band. It is preferable that the absolute value of the dispersion value accumulated from 1a to the output terminal 1b be within a range of 0.5 ps / nm or less. This corresponds to setting the minimum value of the dispersion value within the amplification wavelength band to 0.5 ps / nm or less.
[0044]
Further, in the entire wavelength band within the amplification wavelength band, it is preferable that the absolute value of the dispersion value obtained by accumulating the chromatic dispersion from the input end 1a to the output end 1b be within a range of 5.0 ps / nm or less. This corresponds to setting the maximum value of the dispersion value within the amplification wavelength band to 5.0 ps / nm or less.
[0045]
By setting the dispersion value accumulated through the Raman amplification optical fibers 11 and 12, which becomes the dispersion value of the entire optical transmission line in the Raman amplifier 1, within the above-described range, two dispersions having different chromatic dispersion values are obtained. The entire optical transmission line to which the Raman amplification optical fibers 11 and 12 are connected has a configuration in which chromatic dispersion is sufficiently compensated. Therefore, deterioration of transmission quality of signal light due to occurrence of self-phase modulation (SPM: Self Phase Modulation) or group velocity dispersion (GVD) is suppressed.
[0046]
Regarding transmission of signal light in the vicinity of zero dispersion in the optical transmission line in the amplifier 1, the two Raman amplification optical fibers 11 and 12 have different wavelength dispersion values (one is positive and the other is negative). Is preferable.
[0047]
As described above, if the optical transmission lines are configured by connecting the Raman amplification optical fibers 11 and 12 having the opposite sign chromatic dispersion values, the absolute values of the chromatic dispersion values of the Raman amplification optical fibers 11 and 12 become respectively. Even if the value has a certain magnitude, the chromatic dispersion can be compensated as a whole of the optical transmission line in the amplifier 1 by the combination of the chromatic dispersion values of opposite signs. This makes it possible to avoid transmission of the signal light near zero dispersion as much as possible, and to reduce the transmission quality of the signal light due to the occurrence of Cross Phase Modulation (XPM) or Four Wave Mixing (FWM). Deterioration is suppressed.
[0048]
The combination of the Raman amplification optical fibers in the Raman amplifier shown in FIG. 1 will be described more specifically. FIG. 2 is a graph schematically showing an example of chromatic dispersion in an optical fiber transmission line in the Raman amplifier shown in FIG. In FIG. 2, only the Raman amplification optical fibers 11 and 12 are shown by simplifying the configuration of the Raman amplifier 1, and the pump light source units 21 and 22, the optical multiplexers 31 and 32, and the optical isolators 41 and 42 are , Are not shown. A point 1c in FIG. 2 indicates an intermediate point where the Raman amplification optical fibers 11 and 12 are connected to each other.
[0049]
In the example shown in FIG. 2, an optical fiber having a positive chromatic dispersion value is applied as the Raman amplification optical fiber 11 on the input end 1a side. As a result, the dispersion value increases cumulatively with the transmission distance from the input end 1a to the intermediate point 1c, and has a dispersion value of about 30 ps / nm at the intermediate point 1c.
[0050]
On the other hand, as the Raman amplification optical fiber 12 on the output end 1b side, an optical fiber having a negative chromatic dispersion value is applied. As a result, the dispersion value, which was about 30 ps / nm at the intermediate point 1c, decreases cumulatively with the transmission distance toward the output end 1b, and becomes approximately 0 ps / nm at the output end 1b. More specifically, chromatic dispersion is compensated such that its absolute value becomes a dispersion value within a predetermined value or less (for example, 0.5 ps / nm or less, or 5.0 ps / nm or less). With such a configuration, the Raman amplifier 1 in which the deterioration of the signal light transmission quality due to the nonlinear optical effect is suppressed as described above is obtained.
[0051]
FIG. 3 shows a specific example of a Raman amplification optical fiber for realizing the Raman amplifier having the configuration shown in FIG. 2 by its refractive index profile. The optical fiber shown in FIG. ₂ GeO ₂ Is the relative refractive index difference Δn ₁ Core region 61 and SiO ₂ Index difference Δn in which F is added to ₂ And the cladding region 62.
[0052]
In the optical fiber having the above configuration, pure SiO ₂ Is 0%, the relative refractive index difference between the core region 61 and the cladding region 62 is Δn. ₁ = 2.9%, Δn ₂ = −0.4% and applied to the Raman amplification optical fibers 11 and 12, respectively. Here, the configuration of the optical fibers other than the relative refractive index difference was different for each optical fiber.
[0053]
Specifically, in the Raman amplification optical fiber 11 in the preceding stage, the core diameter is 4.8 (μm), the chromatic dispersion at a wavelength of 1.55 μm is 4.3 (ps / nm / km), and the wavelength is 1.55 μm. Effective area of 10.8 (μm ² ), And the nonlinear constant was 20.4 (1 / W / km).
[0054]
In the Raman amplification optical fiber 12 at the subsequent stage, the core diameter is 4.0 (μm), the chromatic dispersion at a wavelength of 1.55 μm is −9.0 (ps / nm / km), and the effective wavelength is 1.5 (μm). The cross-sectional area is 9.9 (μm ² ) And the nonlinear constant was 22.3 (1 / W / km).
[0055]
By using the Raman amplification optical fibers 11 and 12 having the above configuration, the Raman amplifier 1 can be configured to have the chromatic dispersion shown in FIG. In the case of FIG. 2 where the dispersion value at the intermediate point 1c is about 30 ps / nm from the respective wavelength dispersion values, the length of the Raman amplification optical fiber 11 is about 6.98 km, and the Raman amplification optical fiber is The length of 12 is about 3.33 km.
[0056]
Here, in the entire wavelength band within the amplification wavelength band, the absolute value of the dispersion value obtained by accumulating the chromatic dispersion from the input terminal 1a to an arbitrary position may be within a range of 30 ps / nm or less for each position. preferable. This corresponds to setting the maximum value of the dispersion value at each position on the optical transmission line in the amplifier 1 to 30 ps / nm or less as in the example shown in FIG.
[0057]
If there is a position on the optical transmission line from the input end 1a to the output end 1b where the dispersion value becomes excessively large, the deterioration of the transmission quality of the signal light due to the SPM or GVD regardless of the chromatic dispersion compensation of the entire optical transmission line. This can cause On the other hand, by imposing a constant condition on the dispersion value for each position on the optical transmission path, it is possible to suppress deterioration of transmission quality during transmission of signal light. Note that, when two Raman amplification optical fibers 11 and 12 are used as shown in FIGS. 1 and 2, the chromatic dispersion value accumulated up to the intermediate point 1c where they are connected is 30 ps. / Nm or less.
[0058]
Further, the dispersion slope value of each of the Raman amplification optical fibers 11 and 12 is -0.5 ps / nm. ² / Km or more and 0.1ps / nm ² / Km or less.
[0059]
For example, when the Raman amplifier 1 is constituted by the optical fiber or the like of the specific example described above, chromatic dispersion can be compensated for at a wavelength of 1.55 μm. Therefore, it becomes difficult to compensate for chromatic dispersion in a wavelength band apart from the wavelength of 1.55 μm. On the other hand, if the dispersion slope value is set to a sufficiently small value as described above, chromatic dispersion can be sufficiently compensated for the entire amplification wavelength band.
[0060]
In addition, in the entire wavelength band within the amplification wavelength band, the absolute value of the chromatic dispersion value of each of the Raman amplification optical fibers 11 and 12 is set to be equal to or more than a predetermined lower limit of chromatic dispersion, and excluding the vicinity of 0 ps / nm. Is preferred. Thus, it is possible to reliably prevent the transmission quality of the signal light from deteriorating due to the transmission near the zero dispersion in the optical transmission line in the amplifier 1. It is to be noted that the lower limit of the chromatic dispersion is preferably, for example, an absolute value of 0.5 ps / nm / km or more.
[0061]
Further, it is preferable that the length of each of the Raman amplification optical fibers 11 and 12 is 5 km or less. As described above, by minimizing the lengths of the Raman amplification optical fibers 11 and 12, that is, the lengths of the optical transmission lines in the amplifier 1, deterioration of the signal light transmission quality due to the nonlinear optical effect is further reduced. be able to. In addition to the nonlinear optical effect, the generation of noise light that causes deterioration of transmission quality is also reduced.
[0062]
As for the configuration of the optical fiber used as the plurality of optical fibers for Raman amplification, at least one of the optical fibers has an effective sectional area of 15 μm at the wavelength of the pumping light for Raman amplification. ² It is preferable to set the following.
[0063]
Alternatively, it is preferable that the Raman amplification optical fiber having the largest nonlinear constant among the plurality of Raman amplification optical fibers be installed at a position closest to the position where the excitation light is supplied from the excitation light source unit.
[0064]
The Raman gain of the amplifier can be improved by imposing the above-mentioned conditions on the effective area, the non-linear constant, or both of the optical fiber used as the Raman amplification optical fiber.
[0065]
FIG. 4 shows a Raman gain coefficient g in a wavelength band of 1525 nm to 1625 nm when pumping light having a wavelength of 1.48 μm is used. _R 3 shows a graph. Here, a graph F shows a Raman gain coefficient g by a normal 1.3 μm zero-dispersion single mode fiber. _R Is shown. On the other hand, the graph G shows that the effective area at the excitation light wavelength is 10 μm. ² Gain coefficient g when using a high nonlinear optical fiber _R Is shown.
[0066]
From these graphs F and G, it is found that the efficiency of Raman amplification by stimulated Raman scattering is improved by using an optical fiber having a small effective area at the pumping light wavelength and a large nonlinear constant. It can be seen that gain can be obtained. Also, at this time, the length of the Raman amplification optical fiber for securing the Raman gain required for the Raman amplifier can be shortened, such as noise light and transmission quality generated in the Raman amplification optical fiber. Can be further reduced.
[0067]
As shown in FIG. 1, the Raman amplification optical fiber having the largest nonlinear constant is installed at the position closest to the position where the excitation light is supplied from the excitation light source unit. In the case where 11 and 12 have the same positional relationship with respect to the excitation light source units 21 and 22, any optical fiber may have a large nonlinear constant. In the configuration shown in FIG. 1, when the front pumping light source unit 21 is not provided and the rear pumping light source unit 22 serves as a common pumping light supply unit for the Raman amplification optical fibers 11 and 12, the pumping light source unit 21 is not provided. An optical fiber having a large nonlinear constant is applied to the Raman amplification optical fiber 12 close to the light source unit 22.
[0068]
Regarding noise characteristics in an optical transmission line including a plurality of Raman amplification optical fibers, it is preferable to use optical fibers having different Rayleigh scattering coefficients from each other as the plurality of Raman amplification optical fibers. As a result, the transmission quality of signal light is prevented from deteriorating due to the combination of chromatic dispersion values, and the generation of noise light due to double Rayleigh scattering and its amplification are reduced by using the combination of Rayleigh scattering coefficients. Can also be improved.
[0069]
Regarding the configuration of the optical transmission line in this case, it is preferable to install the Raman amplification optical fiber having the smallest Rayleigh scattering coefficient at the position closest to the input end. For example, in the Raman amplifier 1 having the configuration shown in FIG. 1, an optical fiber (for example, a Ge low-concentration core optical fiber) having a small Rayleigh scattering coefficient and emphasizing noise characteristics is applied as the Raman amplification optical fiber 11 in the preceding stage. I do. On the other hand, as the Raman amplification optical fiber 12 at the subsequent stage, an optical fiber in which other characteristics such as Raman gain are emphasized is applied.
[0070]
When a fiber with a large Rayleigh scattering coefficient is arranged in the Raman amplification optical fiber 11 on the input end 1a side, a large noise light is generated in the first-stage Raman amplification optical fiber 11 and the second-stage Raman amplification optical fiber 12 is generated in the second-stage Raman amplification optical fiber 12. The noise light is optically amplified, and as a result, the noise light intensity in the output signal light increases. On the other hand, as described above, if the optical fiber emphasizing the noise characteristics is arranged at the preceding stage and the optical fiber emphasizing the Raman gain is arranged at the subsequent stage, the noise characteristics of the amplifier 1 as a whole are improved. can do.
[0071]
Next, an optical transmission system according to the present invention using the above-described Raman amplifier will be described. FIG. 5 is a configuration diagram showing an embodiment of an optical transmission system using the Raman amplifier shown in FIG.
[0072]
The optical transmission system according to the present embodiment is configured such that two relay stations A and B are provided on an optical transmission line (optical fiber line) between a transmitting station T and a receiving station R in order from the transmitting station T side. ing. These relay stations A and B are for relaying the signal light transmitted through the optical transmission line. Further, Raman amplifiers 1a and 1b having the configuration shown in FIG. 1 are installed inside the relay stations A and B, respectively.
[0073]
As described above, by using the Raman amplifiers 1a and 1b having the configuration shown in FIG. 1 as lumped-constant optical amplifiers installed in the relay stations A and B of the optical transmission system, the degradation of the transmission quality of signal light is reduced. Is suppressed, and an optical transmission system capable of reliably transmitting signal light from the transmitting station T to the receiving station R can be realized.
[0074]
The optical transmission line C between the two relay stations A and B is preferably configured as an optical transmission line on which necessary dispersion control and the like are performed. Further, another relay station similarly provided with a Raman amplifier or the like may be further provided in the optical transmission line C.
[0075]
The Raman amplifier and the optical transmission system using the same according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
[0076]
FIGS. 6 and 7 are configuration diagrams showing other embodiments as modifications of the Raman amplifier. Among them, the Raman amplifier shown in FIG. 6 further includes two pumping light source units 23 and 24 in addition to the configuration shown in FIG. Among these pumping light source units, the pumping light source unit 23 is connected to an optical transmission line via an optical multiplexer 33 provided between the input end 1a and the Raman amplification optical fiber 11, and receives Raman amplification light. The pumping light is supplied to the fiber 11 in the forward direction. Further, the pumping light source unit 24 is connected to the optical transmission line via an optical multiplexer 34 provided between the optical isolator 41 and the Raman amplification optical fiber 12, and forwards to the Raman amplification optical fiber 12. Is supplied with excitation light. Thus, the Raman amplifier 1 in FIG. 6 is configured as a bidirectionally pumped optical amplifier.
[0077]
In the Raman amplifier shown in FIG. 7, a pumping light source unit 23 in front of the Raman amplification optical fiber 11 and a pumping light source unit 22 behind the Raman amplification optical fiber 12 are installed as pumping light source units. I have. Optical multiplexers / demultiplexers 35 and 36 are provided between the Raman amplification optical fiber 11 and the optical isolator 41 and between the optical isolator 41 and the Raman amplification optical fiber 12, respectively.
[0078]
Each of these optical multiplexer / demultiplexers 35 and 36 multiplexes and demultiplexes light having the wavelength of the excitation light supplied from the excitation light source units 22 and 23. In addition, an optical transmission line 37 is provided between the optical multiplexer / demultiplexers 35 and 36 so as to bypass the excitation light from the excitation light source units 22 and 23 and pass the light. Thus, the Raman amplifier 1 of FIG. 7 is configured as a bidirectional pumping optical amplifier in which pumping light from each of the pumping light source units 22 and 23 is supplied to both of the two Raman amplification optical fibers 11 and 12. Have been.
[0079]
Various modifications of the configuration other than these modified examples are possible. For example, as for the excitation light source unit, only a single excitation light source unit may be provided for two Raman amplification optical fibers. The optical isolators 41 and 42 may be omitted if they are not required. Alternatively, it is also possible to integrate the optical isolator and the optical multiplexer to reduce the loss.
[0080]
The number of Raman amplification optical fibers connected in series is not limited to the above two cases, and three or more Raman amplification optical fibers may be used. In this case, the configuration of the Raman amplifier is slightly complicated, but since the degree of freedom of the combination of the chromatic dispersion value and the Rayleigh scattering coefficient is increased, the controllability of those characteristics is improved.
[0081]
Further, the chromatic dispersion in the optical fiber transmission line in the Raman amplifier is not limited to the configuration shown in FIG. 2, but may be various configurations according to the relationship with other characteristics. For example, in FIG. 2, the first-stage Raman amplification optical fiber 11 has a positive chromatic dispersion value, and the second-stage Raman amplification optical fiber 12 has a negative chromatic dispersion value. On the other hand, as shown in FIG. 8, it is also possible to adopt a configuration in which the first-stage Raman amplification optical fiber 11 has a negative chromatic dispersion value and the second-stage Raman amplification optical fiber 12 has a positive chromatic dispersion value. is there.
[0082]
Regarding each configuration condition other than chromatic dispersion, for example, the nonlinear constant of the Raman amplification optical fiber, the Rayleigh scattering coefficient, the dispersion slope, and the length of the optical fiber, etc., the correlation of the respective conditions and the individual Raman amplifier It is preferable to appropriately select the combination according to the required specific characteristic conditions and the like.
[0083]
【The invention's effect】
The Raman amplifier according to the present invention and the optical transmission system using the same have the following effects as described in detail above. In other words, according to the lumped-constant type Raman amplifier in which a plurality of Raman amplification optical fibers having different chromatic dispersion values are connected in series, the chromatic dispersion in the optical transmission line in the amplifier is reduced by the By controlling the combination, it is possible to reduce the accumulation of dispersion in the signal light and the transmission in the vicinity of zero dispersion. As a result, a Raman amplifier is realized in which the deterioration of the signal light transmission quality due to the nonlinear optical effect or the like is suppressed.
[0084]
In the Raman amplifier having such a configuration, the chromatic dispersion is controlled in the amplifier module, so that the characteristics described above can be improved and the Raman amplifier can be easily applied to a relay station or the like. In addition, Raman amplifiers having various characteristics suitable for each application can be provided because of the high degree of freedom in characteristic control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a Raman amplifier.
FIG. 2 is a graph showing an example of chromatic dispersion in an optical transmission line in the Raman amplifier shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a Raman amplification optical fiber applied to a Raman amplifier.
FIG. 4 is a graph showing a Raman gain coefficient in a Raman amplification optical fiber.
FIG. 5 is a configuration diagram showing an embodiment of an optical transmission system using the Raman amplifier shown in FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the Raman amplifier.
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating another embodiment of a Raman amplifier.
8 is a graph showing another example of chromatic dispersion in the optical transmission line in the Raman amplifier shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Raman amplifier, 1a ... Input terminal, 1b ... Output terminal, 1c ... Intermediate point, 11, 12 ... Raman amplification optical fiber, 21-24 ... Pumping light source unit, 31-34 ... Optical multiplexer, 35, 36 ... Optical multiplexer / demultiplexer, 37 ... optical transmission line, 41, 42 ... optical isolator.

Claims

A lumped constant type Raman amplifier for Raman-amplifying signal light within a predetermined amplification wavelength band by pump light,
A plurality of optical fibers for Raman amplification, which are connected in series with each other and Raman-amplify the signal light in the amplification wavelength band, respectively, and have different chromatic dispersion values,
A Raman amplifier comprising: one or a plurality of pumping light supply means for supplying the pumping light to each of the plurality of Raman amplification optical fibers.

In at least a part of the wavelength band within the amplification wavelength band, the absolute value of the dispersion value obtained by accumulating the chromatic dispersion values of the plurality of Raman amplification optical fibers from the input end to the output end is 0.5 ps / nm or less. The Raman amplifier according to claim 1, wherein

In the entire wavelength band within the amplification wavelength band, the absolute value of the dispersion value obtained by accumulating the chromatic dispersion values of the plurality of Raman amplification optical fibers from the input end to the output end is 5.0 ps / nm or less. The Raman amplifier according to claim 1, wherein:

In the entire wavelength band within the amplification wavelength band, the absolute value of the dispersion value obtained by accumulating the chromatic dispersion values of the plurality of Raman amplification optical fibers from an input end to an arbitrary position is 30 ps / s for each position. 2. The Raman amplifier according to claim 1, wherein the Raman amplifier is not more than nm.

2. The Raman amplifier according to claim 1, wherein a dispersion slope value in each of the plurality of Raman amplification optical fibers is −0.5 ps / nm ² / km or more and 0.1 ps / nm ² / km or less.

2. The Raman amplifier according to claim 1, wherein the plurality of Raman amplification optical fibers include at least two Raman amplification optical fibers having the chromatic dispersion values having different signs.

The plurality of Raman amplifying optical fibers are composed of two Raman amplifying optical fibers, one of which has a positive chromatic dispersion value and the other has a negative chromatic dispersion value. Item 7. The Raman amplifier according to Item 6.

The absolute value of the chromatic dispersion value in each of the plurality of Raman amplification optical fibers in the entire wavelength band within the amplification wavelength band is equal to or greater than a predetermined lower limit of chromatic dispersion. A Raman amplifier as described.

The Raman amplifier according to claim 1, wherein each of the plurality of Raman amplification optical fibers has a different Rayleigh scattering coefficient.

The Raman amplifier according to claim 9, wherein the Raman amplification optical fiber having the smallest Rayleigh scattering coefficient among the plurality of Raman amplification optical fibers is provided at a position closest to the input end.

2. The Raman amplifier according to claim 1, wherein each of the plurality of Raman amplification optical fibers has a length of 5 km or less.

2. The Raman amplifier according to claim 1, wherein at least one of the plurality of Raman amplification optical fibers has an effective area at the wavelength of the pump light of 15 μm ² or less. 3.

Of the plurality of Raman amplification optical fibers, the Raman amplification optical fiber having the largest nonlinear constant is installed at a position closest to the position where the pumping light is supplied from the pumping light supply unit. The Raman amplifier according to claim 1, wherein:

Along with having an optical transmission path configured using an optical fiber through which signal light is transmitted,
The optical transmission system according to claim 1, wherein the Raman amplifier according to claim 1 is installed in a relay station that relays the signal light transmitted through the optical transmission line.